新技术将塑料废弃物转化为可吸收二氧化碳的碳捕捉剂

莱斯大学化学家James Tour和共同第一作者莱斯大学校友Wala Algozeeb、研究生Paul Savas和博士后研究员Zhe Yuan在美国化学学会期刊《ACS Nano》上报告说，在乙酸钾的存在下加热塑料垃圾产生了具有纳米级孔隙的颗粒，可以捕获二氧化碳分子。

他们报告说，这些颗粒可用于从烟气流中去除二氧化碳。“像发电厂排气管这样的二氧化碳排放点源可以安装这种废塑料衍生的材料，以去除通常会充满大气的大量二氧化碳，”Tour说。“这是一个很好的方法，可以让一个问题，即塑料废弃物，解决另一个问题，即二氧化碳排放。”

他表示，目前一种被称为化学回收的热解塑料的工艺产生了油、气体和蜡，但碳副产品几乎是无用的。然而，在有乙酸钾的情况下热解塑料产生的多孔颗粒在室温下能够容纳其自身重量18%的二氧化碳。

此外，虽然典型的化学回收对固定碳含量低的聚合物废物不起作用，以生成二氧化碳吸收剂，包括城市垃圾中的主要成分聚丙烯和高密度和低密度聚乙烯，但这些塑料在用乙酸钾处理时对捕捉二氧化碳特别有效。

该实验室估计，从燃烧后烟气等点源捕获二氧化碳的成本为每吨21美元，远远低于通常用于从天然气进料中提取二氧化碳的能源密集型、基于胺的工艺，后者的成本为每吨80-160美元。

与胺基材料一样，这种吸收剂可以被重复使用。将其加热到大约75摄氏度，从孔隙中释放出被困的二氧化碳，使该材料约90%的结合点再生。

由于它在75摄氏度下循环，聚氯乙烯容器足以取代通常需要的昂贵的金属容器。研究人员指出，这种吸收剂预计比液态胺有更长的使用寿命，减少了因腐蚀和油泥形成而导致的停工时间。

为了制造这种材料，废塑料被制成粉末，与乙酸钾混合，并在600摄氏度下加热45分钟，以优化孔隙，其中大部分孔隙约为0.7纳米宽。更高的温度导致了更宽的孔隙。研究人员说，这个过程还产生了一种蜡的副产品，可以回收到洗涤剂或润滑剂中。